Investigadores del Technion (Instituto de Tecnología de Israel) desarrollaron un método innovador para producir ópticas de alta calidad utilizando polímeros líquidos. La tecnología tiene varias aplicaciones concebibles. Se puede utilizar potencialmente para producir lentes oftálmicos, desde monofocales hasta progresivos, pero también en el futuro para telescopios. El proceso fue desarrollado por el Prof. Moran Bercovici y el Dr. Valeri Frumkin.
En Optica, la revista de investigación de alto impacto de Optica Publishing Group, Bercovici y sus colegas muestran que su nueva técnica se puede utilizar para fabricar componentes de forma libre con rugosidad de superficie subnanométrica en solo minutos. A diferencia de otros métodos de creación de prototipos, como la impresión 3D, el tiempo de fabricación sigue siendo corto incluso si aumenta el volumen del componente fabricado.
Como es un laboratorio académico y, obviamente, todavía en proceso de desarrollo, todas las demostraciones que se han presentado en los documentos se realizan manualmente, todavía no se desarrolla a nivel industrial.
Uno de los principales desafíos en la fabricación de elementos ópticos mediante el curado de un polímero líquido es que, en el caso de elementos ópticos de más de 2 milímetros, la gravedad domina las fuerzas de la superficie, lo que hace que el líquido se aplane y forme un charco. Para superar esto, los investigadores desarrollaron una forma de fabricar lentes usando un polímero líquido que se sumerge en otro líquido. La flotabilidad contrarresta la gravedad, permitiendo que domine la tensión superficial.
Con la gravedad fuera de escena, los investigadores pudieron fabricar superficies ópticas lisas controlando la topografía de la superficie del líquido de la lente. Esto implica inyectar el líquido de la lente en un marco de soporte para que el líquido de la lente humedezca el interior del marco y luego se relaje en una configuración estable. Una vez que se logra la topografía requerida, el líquido de la lente se puede solidificar mediante la exposición a los rayos UV u otros métodos para completar el proceso de fabricación.
Después de usar el método de fabricación líquida para hacer lentes esféricos simples, los investigadores se expandieron a componentes ópticos con varias geometrías, incluidas formas toroidales y de trébol, y tamaños de hasta 200 mm. Muestran que las lentes resultantes exhibían cualidades superficiales similares a las mejores tecnologías de pulido disponibles, mientras que eran mucho más rápidas y sencillas de fabricar. En el trabajo publicado en Optica, ampliaron aún más el método para crear superficies de forma libre, modificando la forma del marco de apoyo.
Los investigadores ahora están trabajando para automatizar el proceso de fabricación para que se puedan hacer varias topografías ópticas de manera precisa y repetible. También están experimentando con varios polímeros ópticos para descubrir cuáles producen los mejores componentes ópticos.
Ver aquí el video del experimento: https://www.youtube.com/watch?v=ww1NCzLSI7A&t=4s
